燒結(jié)(英文名稱:sintering )燒結(jié)是粉末或壓坯在低于主要組分熔點溫度下加熱,使顆粒間產(chǎn)生連接,以提高制品性能的方法。
燒結(jié)的定義,是把粉狀物料轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅荏w,是一個傳統(tǒng)的工藝過程。人們很早就利用這個工藝來生產(chǎn)陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高溫材料等。一般來說,粉體經(jīng)過成型后,通過燒結(jié)得到的致密體是一種多晶材料,其顯微結(jié)構(gòu)由晶體、玻璃體和氣孔組成。燒結(jié)過程直接影響顯微結(jié)構(gòu)中的晶粒尺寸、氣孔尺寸及晶界形狀和分布。無機材料的性能不僅與材料組成(化學組成與礦物組成)有關(guān),還與材料的顯微結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。
1、 宏觀定義
在高溫下(低于熔點),陶瓷生坯固體顆粒的相互鍵聯(lián),晶粒長大,空隙(氣孔)和晶界漸趨減 燒結(jié)地面磚
少,通過物質(zhì)的傳遞,其總體積收縮,密度增加,最后成為具有某種顯微結(jié)構(gòu)的致密多晶燒結(jié)體,這種現(xiàn)象稱為燒結(jié)。 微觀定義:固態(tài)中分子(或原子)間存在互相吸引,通過加熱使質(zhì)點獲得足夠的能量進行遷移,使粉末體產(chǎn)生顆粒黏結(jié),產(chǎn)生強度并導致致密化和再結(jié)晶的過程稱為燒結(jié)。
2、制取無機固體材料的一種過程
在利用固相反應制備無機固體化合物時,反應的速率由擴散過程控制,常常需要較高的溫度才能使反應有效地進行。另外一些固體化合物是固液相組成的化合物,在熔化時會發(fā)生分解反應,故燒結(jié)一般應在產(chǎn)物熔點以下進行,以保證得到均勻的物相。但是燒結(jié)溫度也不能太低,否則會使固相反應的速率太低。在很多情況下,燒結(jié)需要在特定的氣氛或真空中進行?刂茻Y(jié)過程的氣相分壓非常重要,特別是當研究的體系中含有價態(tài)可變的離子時,固相反應的氣相分壓將直接影響到產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu)。例如,在銅系氧化物高溫超導體的合成中,燒結(jié)過程必須在嚴格控制氧分壓,以保證得到具有確定結(jié)構(gòu)、組成和銅價態(tài)分布的超導材料。
3、是聚四氟乙烯(PTFE)加工步驟
一個重要的步驟。聚四氟乙烯預成型品必須通過燒結(jié)才能成為有用的制品。燒結(jié)是 燒結(jié)
將預成型品加熱至熔點(327℃)以上,并在此溫度下保持一定時間,使聚合物分子由結(jié)晶形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定型,使分散的樹脂顆粒通過相互熔融擴散黏結(jié)成一個連續(xù)的整體。燒結(jié)全的預成型品由透明膠狀體冷卻成堅固的乳白色的不透明制品。
4、工序
高爐煉鐵生產(chǎn)前,將各種粉狀含鐵原料,配入適量的燃料和熔劑,加入適量的水,經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設備上使物料發(fā)生一系列物理化學變化,燒結(jié)成塊的過程。目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風燒結(jié)機生產(chǎn)燒結(jié)礦。主要包括燒結(jié)料的準備,配料與混合,燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。
燒結(jié)的工藝流程、過程:
1、燒結(jié) sintering 粉末或壓坯在低于主要組分熔點的溫度下的熱處理,目的在于通過顆粒間的冶金結(jié) 燒結(jié)
合以提高其強度。 2、填料 packing material 在預燒或燒結(jié)過程中為了起分隔和保護作用而將壓坯埋入其中的一種材料。 3、預燒 presintering 在低于最終燒結(jié)溫度的溫度下對壓坯的加熱處理。 4、加壓燒結(jié) pressure 在燒結(jié)同時施加單軸向壓力的燒結(jié)工藝。 5、松裝燒結(jié) loose-powder sintering,gravity sintering 粉末未經(jīng)壓制直接進行的燒結(jié)。 6、液相燒結(jié) liquid-phase sintering 至少具有兩種組分的粉末或壓坯在形成一種液相的狀態(tài)下燒結(jié)。 7、過燒 oversintering 燒結(jié)溫度過高和(或)燒結(jié)時間過長致使產(chǎn)品最終性能惡化的燒結(jié)。 8、欠燒 undersintering 燒結(jié)溫度過低和(或)燒結(jié)時間過短致使產(chǎn)品未達到所需性能的燒結(jié)。 燒結(jié)
9、熔滲 infiltration 用熔點比制品熔點低的金屬或合金在熔融狀態(tài)下充填未燒結(jié)的或燒結(jié)的制品內(nèi)的孔隙的工藝方法。 10、脫蠟 dewaxing,burn-off 用加熱排出壓坯中的有機添加劑(粘結(jié)劑或潤滑劑)。 11、網(wǎng)帶爐 mesh belt furnace 一般由馬弗保護的網(wǎng)帶將零件實現(xiàn)爐內(nèi)連續(xù)輸送的燒結(jié)爐。 12、步進梁式爐 walking-beam furnace 通過步進梁系統(tǒng)將放置于燒結(jié)盤中的零件在爐內(nèi)進行傳送的燒結(jié)爐。 13、推桿式爐 pusher furnace 將零件裝入燒舟中,通過推進系統(tǒng)將零件在爐內(nèi)進行傳送的燒結(jié)爐。 14、燒結(jié)頸形成 neck formation 燒結(jié)時在顆粒間形成頸狀的聯(lián)結(jié)。 15、起泡 blistering 由于氣體劇烈排出,在燒結(jié)件表面形成鼓泡的現(xiàn)象。 16、發(fā)汗 sweating 壓坯加熱處理時液相滲出的現(xiàn)象。 17、燒結(jié)殼 sinter skin 燒結(jié)時,燒結(jié)件上形成的一種表面層,其性能不同于產(chǎn)品內(nèi)部。 18、相對密度 relative density 多孔體的密度與無孔狀態(tài)下同一成分材料的密度之比,以百分率表示。 19、徑向壓潰密度 radial crushing strength 通過施加徑向壓力測定的燒結(jié)圓筒試樣的破裂強度。 20、孔隙度 porosity 多孔體中所有孔隙的體積與總體積之比。 21、擴散孔隙 diffusion porosity 由于柯肯達爾效應導致的一種組元物質(zhì)擴散到另一組元中形成的孔隙。 22、孔徑分布 pore size distribution 材料中存在的各級孔徑按數(shù)量或體積計算的百分率。 23、表觀硬度 apparent hardness 在規(guī)定條件下測定的燒結(jié)材料的硬度,它包括了孔隙的影響。 24、實體硬度 solid hardness 在規(guī)定條件下測定的燒結(jié)材料的某一相或顆粒或某一區(qū)域的硬度,它排除了孔隙的影響。 25、起泡壓力 bubble-point pressure 迫使氣體通過液體浸漬的制品產(chǎn)生第一氣泡所需的最小的壓力。 26、流體透過性 fluid permeability 在規(guī)定條件下測定的在單位時間內(nèi)液體或氣體通過多孔體的數(shù)量。
燒結(jié)生產(chǎn)危險源及主要事故類別和原因
危險源:高溫、粉塵、高速機械轉(zhuǎn)動、有毒有害氣體及物質(zhì)流傷害、高處作業(yè)等危害; 事故類別:機械傷害、高處墜落、物體打擊、起重傷害、灼燙、觸電、中毒以及塵肺等8類; 事故原因:設備缺陷、技術(shù)和工藝缺陷、防護裝置缺陷、作業(yè)環(huán)境差,規(guī)章制度不完善和違章作業(yè)等。
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